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专利号: 2016109597430
申请人: 江汉大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料,其特征在于,该硫正极材料为具有内核和壳层的包覆型核壳结构,所述内核为硫颗粒,所述壳层为在硫颗粒表面电聚合的聚吡咯层;

所述用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料由如下方法制备而成:

1)硫单质溶液的制备

将硫化钠、硫粉溶于蒸馏水中磁力搅拌均匀,过滤后取滤液,再向滤液中加入氯化钠,搅拌均匀,得到A溶液备用;

2)吡咯前聚体的制备

将吡咯溶于无水乙醇中,搅拌均匀,得到B溶液备用;

3)电聚合反应

将A溶液与B溶液按体积比为0.25~16:1混合搅拌均匀,再滴加盐酸溶液,然后在通电条件下进行聚合反应得到产物,最后将产物依次进行离心洗涤、冷冻干燥,即得到用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料。

2.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料,其特征在于,所述硫颗粒的平均粒径为1~10μm,所述聚吡咯层的平均厚度为10~250μm。

3.一种权利要求1所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)硫单质溶液的制备

将硫化钠、硫粉溶于蒸馏水中磁力搅拌均匀,过滤后取滤液,再向滤液中加入氯化钠,搅拌均匀,得到A溶液备用;

2)吡咯前聚体的制备

将吡咯溶于无水乙醇中,搅拌均匀,得到B溶液备用;

3)电聚合反应

将A溶液与B溶液按体积比为0.25~16:1混合搅拌均匀,再滴加盐酸溶液,然后在通电条件下进行聚合反应得到产物,最后将产物依次进行离心洗涤、冷冻干燥,即得到用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料。

4.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)中,硫化钠的质量百分比浓度为0.8%~10.7%,硫粉的质量百分比浓度为0.3%~4.2%。

5.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)中,氯化钠的质量百分比浓度为2.3%~5.3%。

6.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)中,磁力搅拌的速率为50~500rps,搅拌时间为5~10h。

7.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤2)中,吡咯与无水乙醇的体积比为1:1~3。

8.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤3)中,盐酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L,滴加至混合溶液由无色透明变为黄色乳浊液,再变为白色乳浊液为止。

9.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤3)中,采用可编程直流电源通电,电压为1~10V,电流为1~100mA,通电时间为5~60min。

10.根据权利要求3所述的用于锂硫电池的核壳结构硫正极材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤3)中,离心洗涤的次数为3~10次,离心速率为500~1600rpmin。